Cтолбчатый фундамент и каркас ростверка

О применении ростверков и их конструкциях

Ростверк - это конструкция, ленточно связывающая сваи при возведении свайно-ростверкового фундамента. Она представляет собой плиты или балки, уложенные на сваи на небольшом расстоянии от поверхности грунта. Ростверк фундамента может быть выполнен из бревен, металлического профиля: двутавра, швеллера или уголка, бетонных балок или монолитного бетона. Фундамент, верх которого выполнен не ленточно, а в виде общей плиты, может быть основой целого здания. Если при использовании ленточного ростверка есть необходимость сделать фундамент для местной повышенной нагрузки, например, для массивной колонны, то применяется кустовое расположение свай. На таком кусте фундамент выполняется в виде общей плиты для куста, а не ленточно. Этот фундамент удобен на склонах, при переменном рельефе, на болотистых и других подвижных грунтах.

Схема конструкции винтового фундамента

Схема конструкции винтового фундамента.

Упрощенный расчет фундамента

Важно верно определить количество столбов, требуемое для конкретного веса здания и их расположение в плане. Исходными данными будут несущая способность грунта и вес здания. Несущая способность грунта выражается в кг/см почвы. Вес здания зависит от используемого материала и снеговой и ветровой нагрузки. От деления веса здания на несущую способность грунта получаем площадь фундамента. Чтобы избежать просчетов, увеличиваем полученную величину на 30%, создавая запас прочности. Для определения числа столбов следует разделить полученную площадь фундамента на площадь опоры одного столба.

Затем следует расположение столбов в плане. Здесь нужно учитывать три принципа:

  • столбы должны обязательно располагаться в углах здания;
  • они должны находиться и в местах пересечения или стыковки стен;
  • расстояния между столбами намечается от 2,5 до 3,5 м. Если расстояние будет меньше 2,5 м, увеличатся затраты, если более 3,5 м, появляется опасность излома ростверка или возникновения в нем трещин.
Схема армирования буронабивный свай и ригелей

Схема армирования буронабивный свай и ригелей.

Верх сваи заделывается в ростверк до 10 см. Высота оставшейся части ростверка определяется сопротивлением материала на продавливание. После подбора размеров ростверка делается проверка. Параметры ростверка должны соответствовать условию:

F/u + M/Wb < Rbt х Hp, где:

F - сосредоточенная сила от внешней нагрузки, например, от колонны (кг);

u - площадь приложения силы (см );

М - момент силы относительно оси сваи в плане (кг х см);

Wb - статический момент сопротивления сечения (см );

Rbt - предельное cуммарное сопротивление растяжению бетона и арматуры (кг/см );

Нр - высота ростверка (см).

Край ростверка в плане должен отстоять от края сваи на величину не менее 0,15 диаметра сваи или ее боковой стороны. Размер этот должен быть не менее 5 см. Высота ростверка определяется Hp = Ho + 0.25м. Где Ho - расчетная высота ростверка, которая должна быть не менее 0,3 м.

Сваи, применяемые в ленточно-ростверковом фундаменте могут быть из различного материала: бетон, металл, кирпич и даже древесина. Армирование бетонной сваи производится при ее изготовлении в условиях цеха или на месте монтажа для буровых и буронабивных свай. Многое зависит от нагрузки. Технологически сваи можно разделить на буронабивные, винтовые, буровые, забивные, вибропогружные и вдавливаемые. Ростверки различаются уровнем своего расположения над грунтом. Низкий ростверк частично передает нагрузку от здания непосредственно на грунт. Высокий ростверк передает нагрузку на грунт через сваи.

Ростверк из монолитного бетона и его армирование

Схема проектирования фундамента с учетом нагрузки на сваи

Схема проектирования фундамента с учетом нагрузки на сваи.

Конструкция ростверка чаще всего делается из монолитного бетона. При этом варианте армирование обязательно. При сооружении ростверка фундамента нужно особое внимание уделить пространственному арматурному каркасу. Обычно ростверк имеет прямоугольное сечение и ленточно связывает сваи между собой. В процессе эксплуатации возникают сжимающие и изгибающие нагрузки. При сооружении применяется опалубка. Если по какой-то причине не снимался верхний слой грунта, то делаются только боковые стенки. После того как произойдет отвердение бетона в корпусе фундамента, опалубка снимается и грунт под ростверком выкапывается до глубины 0,2 м.

Если грунт снят, то опалубка делается с нижним дном. Дно должно быть съемным. Это дно должно быть из доски толщиной не менее 40 см. Внутренняя поверхность опалубки делается из оструганных досок.

Дно опалубки усиливается ребрами жесткости из досок и дополнительными опорами.

Схема свайного фундамента

Схема свайного фундамента.

Если этого не сделать, то корпус опалубки может сломаться под тяжестью заливаемого бетона. Чтобы не было потерь цементного молочка, опалубка выстилается полиэтиленовой пленкой.

Армирование фундамента с ростверком имеет свои особенности. Каркас арматуры должен находиться на расстоянии трех диаметров стержней от наружной поверхности ростверка фундамента. Он выполняется в виде двух поясов у верхней и нижней кромки ростверка. Для того чтобы арматура находилась в нужном положении и не сдвинулась при заливке раствора, пояса можно прикрепить к горизонтальным стержням, вставляемым в отверстия в боковых стенках опалубки. Через полчаса после заливки опалубки горизонтальные стержни убираются.

Для того чтобы армирование фундамента было надежным, используется толстая металлическая арматура с периодическим поперечным сечением. Арматуру варить не рекомендуется из-за появлений нежелательных напряжений в конструкциях. Применение вязки гораздо надежнее. Каркас ростверка на сваях можно армировать синтетической арматурой, но только при небольших нагрузках. Прочность на разрыв у такой арматуры выше, чем у стальной. Сцепление с бетоном лучше. Но по нормативам ее не применяют в фундаментах и перекрытиях.

При заливке бетона внутри раствора остаются воздушные полости. Поэтому залитый фундамент обрабатывается вибратором. Если нет вибратора, то делают «штыревание» - не спеша протыкают залитый объем стержнями арматуры. Воздушные пазухи внутри ростверка значительно снижают его прочность. После укладки бетон покрывают полиэтиленовой пленкой. После высыхания фундамент следует снова полить водой и укрыть пленкой. Такие циклы повторяют в течение 7 дней.

Конструкции свайного фундамента с ленточно построенным верхом требуют затрат меньшего количества бетона и сокращают трудозатраты. Расстояние между опорами следует делать не меньше 2,5 м. При меньшем расстоянии эффект от экономии бетона небольшой. Не требуются большие объемы земляных работ. Если сваи устанавливаются с использованием специальной техники, то земляные работы не требуются вовсе.

Относительно небольшая боковая поверхность свай высокого ростверкового фундамента снижает уровень вибрации, передаваемый от грунта к зданию. Это хорошо ощущается при расположении строений вблизи шоссейных и железных дорог. Свайный фундамент обладает большей долговечностью по сравнению с другими конструкциями. Времени на возведение ростверковых конструкций требуется меньше. Потребность в трудовых ресурсах снижается. К недостаткам обычно относят относительную сложность при оборудовании подвала.

On the application of their designs and grills

Rostwerk - this design, a ribbon connecting the piles in the construction of pile-foundation rostverkovogo. It is a beam or plate stacked on the pile at a short distance from the ground surface. Grillage foundation can be made of timber, metal profiles: I-beam, channel, or corner, of concrete or reinforced concrete beams. Structural top belt is not completed and a common plate, may be the basis of the whole building. When using tape grillage there is a need to do the groundwork for the local high load, for example, the massive columns, the location is used bush piles. On this foundation the bush is designed as a common plate for the bush rather than a belt. This foundation is comfortable on the slopes, with a variable relief, on marshy ground and the other mobile.

Driving screw foundation design

Driving screw foundation design.

Simplified calculation of foundation

It is important to correctly determine the number of pillars required for the particular weight of the building and its location in the plane. Initial data will be load-bearing capacity of the soil and the weight of the building. The bearing capacity of the ground is expressed in kg / cm Soil. The weight of the building depends on the material used and the snow and wind loads. By dividing the weight of the building on the ground bearing capacity get basement area. To avoid errors, increasing the value obtained by 30%, creating a margin of safety. To determine the number of columns should be separated resulting basement space per post footprint.

This is followed by the location of the columns in the plan. It is necessary to consider three principles:

  • pillars must necessarily be placed in the corners of the building;
  • they should be, and at the intersection of walls or connections;
  • the distance between the pillars is planned from 2.5 to 3.5 m. If the distance is less than 2.5 m, the cost will increase if more than 3.5 m, there is a risk of fracture or grillage occurrence of cracks therein.
Driving reinforcement of bored piles and beams

Driving reinforcement of bored piles and beams.

Top of the pile is embedded in the raft foundation up to 10 cm. The height of the remainder of the pile cap is determined by the resistance of the material bursting. After selection grillage sizes a check. raft foundation must conform to the following condition:

F / u + M / Wb lt; Rbt x Hp, where:

F - concentrated force from an external load, for example, from the column (kg);

u - force application area (cm );

M - torque axis relative to the pile in plan (kg x cm);

Wb - static section modulus (cc);

Rbt - total gross ultimate tensile strength of concrete and rebar (kg / cm );

H - height of the pile cap (cm).

grillage edge in terms should be spaced from the edge of the pile by an amount at least 0.15 or a diameter of the pile side. The size of this should be at least 5 cm. The height of the pile cap is determined by Hp = Ho + 0.25 m. Where Ho - the estimated height of the raft foundation, which shall not be less than 0.3 m.

The piles used in foundations rostverkovom belt can be made of different materials: concrete, metal, brick and even wood. Reinforcement concrete piles produced during its manufacture in a workshop or on-site installation for drilling and bored piles. Much depends on the load. Technologically, the piles can be divided into bored, screw, drill, precast, vibropogruzhnye and dents. Grillages different levels of its location on the ground. Low grillage partially transfers the load from the building directly on the ground. High grillage transfers the load to the ground through the pile.

Rostwerk of reinforced concrete and its reinforcement

The circuit design of the foundation in view of the load on piles

The circuit design of the foundation in view of the load on piles.

Construction of the grillage It made of reinforced concrete often. In this embodiment, the reinforcement is necessary. In the construction of the foundation raft foundation necessary to pay special attention to spatial reinforcement cage. Usually grillage has a rectangular cross section and connects the belt pile together. During operation there are bending and compressive loads. In the construction of formwork used. If for some reason do not remove the top layer of soil, then made only the side walls. After hardening of the concrete will occur in the case of the foundation, formwork is removed and the ground under the raft foundation is dug to a depth of 0.2 m.

If the soil is removed, the formwork is done with the bottom down. The bottom should be removable. This should be the bottom of a board thickness of at least 40 cm. The inner surface of the formwork is made of planed boards.

The bottom of formwork reinforced ribs of boards and additional supports.

Driving pile foundation

Driving pile foundation.

If this is not done, the formwork body can break under the weight of poured concrete. To avoid loss of laitance, formwork lined with plastic wrap.

Reinforcement of the foundation with a raft It has its own characteristics. reinforcement frame must be located at a distance of three diameters of the rods from the outer surface of the foundation raft foundation. It is performed in two zones at the upper and lower edges grillage. To armature is in position and is not moved by pouring a solution zone can be attached to horizontal bars are inserted into the holes in the side walls of the formwork. Half an hour after pouring formwork horizontal rods are removed.

In order to secure the reinforcement of the foundation was used with thick metal fittings periodic cross section. Valves cooking is not recommended due to undesirable stresses in structures. The use of binding is much more reliable. Frame raft foundation on the piles can be reinforced with synthetic reinforcement, but only at low loads. The tensile strength at this valve is higher than that of steel. Adhesion to concrete better. But it is not according to the standards used in the foundations and ceilings.

When pouring concrete air pockets remain in solution. Therefore flooded basement processed vibrator. If there is no vibrator, then do "shtyrevanie" - deliberately pierced filled the volume of rebar. The air inside the sinus grillage significantly reduce its strength. After laying the concrete cover with plastic wrap. After drying, the foundation must again pour water and shelter film. Such cycles are repeated within 7 days.

Construction of pile foundation with belt built astride require costs less concrete and reduce labor costs. The distance between the supports should be made not less than 2.5 m. The smaller distance from the concrete effect of a small economy. No need for large amounts of excavation. If the piles are installed using a special technique, the earthworks are not required at all.

The relatively small lateral surface high rostverkovogo foundation piles reduces the level of vibration transmitted from the ground to the building. It felt good at the location of the buildings near roads and railways. Pile foundation is more durable compared to other designs. Time for the construction rostverkovyh designs require less. The demand for labor is reduced. The disadvantages are usually related to the relative complexity of the equipment at the basement.

Про застосування ростверків та їх конструкціях

Ростверк - це конструкція, стрічково зв'язує палі при зведенні свайно-ростверкових фундаменту. Вона являє собою плити або балки, укладені на палі на невеликій відстані від поверхні грунту. Ростверк фундаменту може бути виконаний з колод, металевого профілю: двотавру, швелера або куточка, бетонних балок або монолітного бетону. Фундамент, верх якого виконано не стрічково, а у вигляді загальної плити, може бути основою цілої будівлі. Якщо при використанні стрічкового ростверку є необхідність зробити фундамент для місцевої підвищеного навантаження, наприклад, для масивної колони, то застосовується кущова розташування паль. На такому кущі фундамент виконується у вигляді загальної плити для куща, а не стрічково. Цей фундамент зручний на схилах, при змінному рельєфі, на болотистих та інших рухомих грунтах.

Схема конструкції гвинтового фундаменту

Схема конструкції гвинтового фундаменту.

Спрощений розрахунок фундаменту

Важливо правильно визначити кількість стовпів, необхідну для конкретного ваги будівлі і їх розташування в плані. Вихідними даними будуть несуча здатність грунту і вага будівлі. Несуча здатність грунту виражається в кг / см грунту. Вага будівлі залежить від використовуваного матеріалу і снігового і вітрового навантаження. Від ділення ваги будівлі на несучу здатність грунту отримуємо площа фундаменту. Щоб уникнути прорахунків, збільшуємо отриману величину на 30%, створюючи запас міцності. Для визначення числа стовпів слід розділити отриману площу фундаменту на площу опори одного стовпа.

Потім слід розташування стовпів в плані. Тут потрібно враховувати три принципи:

  • стовпи повинні обов'язково розташовуватися в кутах будинку;
  • вони повинні знаходитися і в місцях перетину або стикування стін;
  • відстані між стовпами намічається від 2,5 до 3,5 м. Якщо відстань буде менше 2,5 м, збільшаться витрати, якщо більше 3,5 м, з'являється небезпека зламу ростверку або виникнення в ньому тріщин.
Схема армування буронабивних паль і ригелів

Схема армування буронабивних паль і ригелів.

Верх палі закладається в ростверк до 10 см. Висота решти ростверку визначається опором матеріалу на продавлювання. після підбору розмірів ростверку робиться перевірка. Параметри ростверку повинні відповідати умові:

F / u + M / Wb lt; Rbt х Hp, де:

F - зосереджена сила від зовнішнього навантаження, наприклад, від колони (кг);

u - площа прикладання сили (см );

М - момент сили відносно осі палі в плані (кг х см);

Wb - статичний момент опору перерізу (см );

Rbt - граничне Сумарний опір розтягуванню бетону та арматури (кг / см );

Нр - висота ростверку (см).

Край ростверку в плані повинен відстояти від краю палі на величину не менше 0,15 діаметра палі або її збоку. Розмір цей повинен бути не менше 5 см. Висота ростверку визначається Hp = Ho + 0.25м. Де Ho - розрахункова висота ростверку, яка повинна бути не менше 0,3 м.

Палі, що застосовуються в стрічково-ростверкових фундаменті можуть бути з різного матеріалу: бетон, метал, цегла і навіть деревина. Армування бетонних палі виробляється при її виготовленні в умовах цеху або на місці монтажу для бурових і буронабивних паль. Багато що залежить від навантаження. Технологічно палі можна розділити на буронабивні, гвинтові, бурові, забивні, вібропогружние і вдавлювані. Ростверки розрізняються рівнем свого розташування над грунтом. Низький ростверк частково передає навантаження від будівлі безпосередньо на грунт. Високий ростверк передає навантаження на грунт через палі.

Ростверк з монолітного бетону і його армування

Схема проектування фундаменту з урахуванням навантаження на палі

Схема проектування фундаменту з урахуванням навантаження на палі.

конструкція ростверку найчастіше робиться з монолітного бетону. При цьому варіанті армування обов'язково. При спорудженні ростверку фундаменту потрібно особливу увагу приділити просторового арматурного каркаса. Зазвичай ростверк має прямокутний перетин і стрічково пов'язує палі між собою. В процесі експлуатації виникають стискають і згинальні навантаження. При спорудженні застосовується опалубка. Якщо з якоїсь причини не знімався верхній шар грунту, то робляться тільки бічні стінки. Після того як відбудеться затвердіння бетону в корпусі фундаменту, опалубка знімається і грунт під ростверком викопується до глибини 0,2 м.

Якщо грунт знятий, то опалубка робиться з нижнім дном. Дно має бути знімним. Це дно повинно бути з дошки товщиною не менше 40 см. Внутрішня поверхня опалубки робиться з заструганих дощок.

Дно опалубки посилюється ребрами жорсткості з дощок і додатковими опорами.

Схема пальового фундаменту

Схема пальового фундаменту.

Якщо цього не зробити, то корпус опалубки може зламатися під вагою заливається бетону. Щоб не було втрат цементного молочка, опалубка вистилається поліетиленовою плівкою.

Армування фундаменту з ростверком має свої особливості. Каркас арматури повинен знаходитися на відстані трьох діаметрів від зовнішньої поверхні ростверку фундаменту. Він виконується у вигляді двох поясів у верхній і нижній кромки ростверку. Для того щоб арматура перебувала в потрібному положенні і не зрушила при заливці розчину, пояси можна прикріпити до горизонтальних стержнів, що вставляються в отвори в бічних стінках опалубки. Через півгодини після заливки опалубки горизонтальні стрижні прибираються.

Для того щоб армування фундаменту було надійним, використовується товста металева арматура з періодичним поперечним перерізом. Арматуру варити не рекомендується через появ небажаних напружень в конструкціях. Застосування в'язки набагато надійніше. Каркас ростверку на палях можна армувати синтетичної арматурою, але тільки при невеликих навантаженнях. Міцність на розрив у такий арматури вище, ніж у сталевий. Зчеплення з бетоном краще. Але за нормативами її не застосовують під фундаментах і перекриттях.

При заливці бетону всередині розчину залишаються повітряні порожнини. Тому залитий фундамент обробляється вібратором. Якщо немає вібратора, то роблять «штиреваніе» - не поспішаючи протикають залитий обсяг стрижнями арматури. Повітряні пазухи всередині ростверку значно знижують його міцність. Після укладання бетон покривають поліетиленовою плівкою. Після висихання фундамент слід знову полити водою і вкрити плівкою. Такі цикли повторюють протягом 7 днів.

Конструкції пальового фундаменту з стрічково побудованим верхом вимагають витрат меншої кількості бетону і скорочують трудовитрати. Відстань між опорами слід робити не менше 2,5 м. При меншій відстані ефект від економії бетону невеликий. Не потрібні великі обсяги земляних робіт. Якщо палі встановлюються з використанням спеціальної техніки, то земляні роботи не потрібні зовсім.

Відносно невелика бокова поверхня паль високого ростверкових фундаменту знижує рівень вібрації, що передається від грунту до будівлі. Це добре відчувається при розташуванні будівель поблизу шосейних і залізних доріг. Фундамент палі володіє більшою довговічністю в порівнянні з іншими конструкціями. Часу на зведення ростверкових конструкцій потрібно менше. Потреба в трудових ресурсах знижується. До недоліків зазвичай відносять відносну складність при обладнанні підвалу.


» » » Cтолбчатый фундамент и каркас ростверка